中國(guó)燃煤鍋爐煙氣治理技術(shù)的需求與評(píng)估(一)

1、中國(guó)燃煤鍋爐煙氣治理技術(shù)的需求與評(píng)估 一 摘要：中國(guó)是燃煤大國(guó)，S02排放量連續(xù)多年超過(guò)2000萬(wàn)t，電廠鍋 爐和燃煤工業(yè)鍋爐SO2排放量約占全國(guó)SO2排放量的70%。對(duì) 十五 期間中國(guó)燃煤鍋爐治理技術(shù)的市場(chǎng)需求、研究和應(yīng)用現(xiàn)狀、行業(yè)開(kāi)展 狀況進(jìn)行了綜述。從調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、合理利用天然氣，積極開(kāi)展和實(shí) 施潔凈煤技術(shù)，制定促進(jìn)火電廠脫硫國(guó)產(chǎn)化的配套政策三方面對(duì)燃煤 鍋爐煙氣污染治理提出了對(duì)策和建議。關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐煙氣治理需求與評(píng)估 中國(guó)是燃煤大國(guó)，燃煤占一次能源消費(fèi)總量的75%左右。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，煤炭消費(fèi)量增長(zhǎng)，二氧化硫排放量不斷增加，已連續(xù)多年二氧化 硫排放量超過(guò)2000萬(wàn)t，居世界首位，致使

2、我國(guó)酸雨和二氧化硫污染 日趨嚴(yán)重。目前我國(guó)降水pH小于5.6的國(guó)土面積，已占總面積的30% 左右，已有約 60%的城市環(huán)境空氣中二氧化硫年平均濃度超過(guò)國(guó)家 ?環(huán) 境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值或日均濃度超過(guò)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值 1。 據(jù)報(bào)道，到 2000年底全國(guó)火電廠裝機(jī)容量和發(fā)電量分別到達(dá) 3.19 億 kW和1.37萬(wàn)億kW-h，每年耗用煤炭近5億t，排放二氧化硫約800 萬(wàn)t2;全國(guó)現(xiàn)有燃煤工業(yè)鍋爐50余萬(wàn)臺(tái)，年耗用煤炭4億t，排放二 氧化硫約640萬(wàn)t3。上述兩種燃煤鍋爐二氧化硫排放量約占全國(guó)二氧 化硫排放量的 70%，是影響我國(guó)城市空氣環(huán)境質(zhì)量和形成酸雨、二氧 化硫污染的主要污染源。1 中國(guó)燃煤

3、鍋爐煙氣污染治理技術(shù)的需求1.1“十五期間大氣污染的治理目標(biāo)與任務(wù)據(jù)“十五規(guī)劃， 2005 年，二氧化硫、塵煙塵及工業(yè)粉塵等主要大 氣污染物排放量將比 2000 年減少 10%。二氧化硫排放量控制在 1800 萬(wàn) t ；塵煙塵和工業(yè)粉塵排放量控制在 2000 萬(wàn) t 。酸雨控制區(qū)和二 氧化硫控制區(qū)二氧化硫排放量比 2000 年減少 20%，排放量控制在 1053 萬(wàn) t 以內(nèi)。工業(yè)二氧化硫排放量控制在 1450 萬(wàn) t ；煙塵排放量控制在 850萬(wàn)t;粉塵排放量控制在900萬(wàn)t。保護(hù)城市環(huán)境，改善重點(diǎn)地區(qū) 的環(huán)境質(zhì)量，70%以上的城市空氣中二氧化硫濃度到達(dá)國(guó)家空氣環(huán)境質(zhì) 量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn); 50%地

4、級(jí)以上城市空氣質(zhì)量到達(dá)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。1.2 “十五 期間大氣污染治理投資預(yù)測(cè) 中國(guó)以燃煤為主的能源構(gòu)成決定了防治煙塵和二氧化硫污染是防治大 氣污染的重點(diǎn)。?國(guó)家環(huán)境保護(hù) “十五 重點(diǎn)工程工程規(guī)劃?中重點(diǎn)工程 工程約 1137個(gè)，總投資為 2620 億元。其中，大氣工程 182 個(gè)，投資 為 974億元，占總投資的 37.2%。目前大氣工程已完成投資 197.5億元， 占大氣工程總投資的 20.3%。大氣工程中包括清潔能源替代工程 84 個(gè)， 需投資 482億元，占大氣工程投資的 49.5%;集中供熱工程 47 個(gè)，需 投資 230 億元，占大氣工程投資的 23.6%;污染治理工程 51 個(gè)，需

5、投 資 261.6 億元，占大氣工程投資的 26.9%。從大氣工程投資的地區(qū)分布 來(lái)看，改善北京市大氣環(huán)境的工程 25 個(gè)，投資 466 億元，占全國(guó)總投 資的 47.8%;建設(shè)“兩控區(qū)內(nèi) 37個(gè)燃煤電廠的脫硫工程，削減二氧化 硫排放量能力 105 萬(wàn) t/a ，需投資 120 億元。1.3 火電廠煙氣污染治理市場(chǎng)預(yù)測(cè) 按照國(guó)家環(huán)?？偩?兩控區(qū)酸雨和二氧化硫污染防治 “十五 方案?，采 取的有關(guān)火電廠脫硫措施是： (1)嚴(yán)格控制新建火電廠二氧化硫排放。十五期間兩控區(qū)內(nèi)將投產(chǎn)燃煤火電廠的裝機(jī)容量為36050MW，其中方案脫硫的機(jī)組裝機(jī)容量為11924MW。(2)有效削減現(xiàn)有火電廠約3000 萬(wàn)

6、kW 機(jī)組二氧化硫排放，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。 “十五期間，除采取換燒低 硫煤和關(guān)停小火電機(jī)組外，預(yù)計(jì)約有 1/4的機(jī)組需進(jìn)行煙氣脫硫。 據(jù)此兩項(xiàng)估計(jì)需安裝脫硫設(shè)施的火電機(jī)組裝機(jī)容量，按照各種脫硫工 藝單位造價(jià)平均為600元/kW計(jì)算，我國(guó)兩控區(qū)20012005年火電廠 脫硫市場(chǎng)需求見(jiàn)表 14。從表 1 可以看出， 20012005年間，我國(guó)火電廠需安裝脫硫設(shè)施的火電 機(jī)組容量19424MW左右，市場(chǎng)需求總規(guī)模約116.5億元，平均每年達(dá) 23.3億元。如果以2000年全國(guó)要求脫硫機(jī)組容量11000MW為基數(shù)， 那么 20012005年需要安裝脫硫設(shè)施的火電廠容量平均每年增長(zhǎng)22.6%。電除塵器是治理

7、燃煤鍋爐煙氣中粉塵的主導(dǎo)設(shè)備。 據(jù)測(cè)算，“十五期間， 全國(guó)對(duì)電除塵器的需求總重量為 107萬(wàn)t。按9700元/t計(jì)，總產(chǎn)值將 到達(dá) 103 億元。其中到 2005年，我國(guó)火電廠裝機(jī)容量將到達(dá) 2.86億 kW。從2000年至2005年新增火電廠裝機(jī)容量為 4846萬(wàn)kW，所需電 除塵器總重量為32萬(wàn)t，對(duì)舊有機(jī)組改造還需18.2萬(wàn)t，共計(jì)50.2萬(wàn) t，此時(shí)其總產(chǎn)值為48.7億元。表 12001-2005年兩控區(qū)內(nèi)火電廠脫硫市場(chǎng)預(yù)測(cè)20012005年新建、擴(kuò)建和改建火電機(jī)組現(xiàn)有超標(biāo)排放火電廠機(jī)組合計(jì)裝機(jī)總?cè)萘?MW 方案或需安裝脫硫裝置的裝機(jī)容量 MW 脫硫單位造價(jià)元 /kW 600脫硫 市場(chǎng)

8、需求億元 2 中國(guó)燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)研究和應(yīng)用開(kāi)展趨勢(shì)早在 20 世紀(jì) 70 年代我國(guó)就開(kāi)始了火電廠和工業(yè)鍋爐脫硫技術(shù)的研究， 先后開(kāi)展了 1 0多項(xiàng)不同工藝和不同規(guī)模的試驗(yàn)研究。主要有：含碘活 性炭吸附脫硫技術(shù)、 旋轉(zhuǎn)噴霧枯燥脫硫技術(shù)、 磷胺復(fù)合肥料脫硫技術(shù)、 爐內(nèi)噴鈣增濕活化脫硫技術(shù)、濕式脫硫除塵一體化技術(shù)等，取得了階 段性研究成果，有的技術(shù)已得到工業(yè)性應(yīng)用，積累了珍貴的經(jīng)驗(yàn)。在 此同時(shí)，還引進(jìn)了一批工藝成熟、技術(shù)先進(jìn)的脫硫工藝和裝置，詳見(jiàn) 表 24。我國(guó)控制火電廠二氧化硫排放工作起步較晚，到 2000 年底，全國(guó)投運(yùn) 和在建脫硫機(jī)組規(guī)模超過(guò)1000萬(wàn)kW。19982000年審批的大型火

9、電 建設(shè)工程中，有839萬(wàn)kW機(jī)組要求配套脫硫裝置，到 2000年底，已 投入運(yùn)行的火電廠脫硫工程容量達(dá) 501.5萬(wàn)kW,占火電廠裝機(jī)總?cè)萘?的2.1%，具體包括：在6個(gè)火電廠的7臺(tái)機(jī)組共105萬(wàn)kW建設(shè)了 6 種不同工藝的脫硫示范工程,在 9個(gè)火電廠的 16臺(tái)機(jī)組共 396.5 萬(wàn)kW建設(shè)了商業(yè)化脫硫設(shè)施，估計(jì)每年可削減二氧化硫20萬(wàn)t以上。在501.5萬(wàn)kW投入運(yùn)行的機(jī)組中，國(guó)電公司所屬電廠約占70%。我國(guó)火電廠 6個(gè)煙氣脫硫示范工程見(jiàn)表 35。目前，我國(guó)火電廠二氧化硫治理技術(shù)仍處于對(duì)各種工藝的工程示范階 段。經(jīng)過(guò) 10 多年的研究開(kāi)發(fā)和工程示范，我國(guó)對(duì)世界上現(xiàn)有的煙氣脫 硫技術(shù)的一些主

10、要類型都進(jìn)行過(guò)研究和試驗(yàn)。主要技術(shù)有：循環(huán)流化 床煙氣脫硫技術(shù)、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化脫硫技術(shù)、旋轉(zhuǎn)噴霧枯燥煙 氣脫硫技術(shù)、氨法煙氣脫硫技術(shù)及濕式脫硫除塵技術(shù)等。重點(diǎn)開(kāi)展燃 燒高硫煤機(jī)組或裝機(jī)容量大于 200MW 機(jī)組，脫硫效率大于 90%的濕式 石灰石-石膏法脫硫工藝， 以及適用于燃燒含硫量小于 2%，裝機(jī)容量小 于 200MW ，脫硫效率大于 75%的半干法和其他費(fèi)用較低的成熟工藝。 適當(dāng)開(kāi)展適用產(chǎn)熱量大于 14MW 的工業(yè)鍋爐和爐窯，脫硫效率大于 70%， 低本錢、使用壽命和可靠性較好的濕式脫硫除塵一體化設(shè)備。開(kāi)展低 氮燃燒技術(shù)、等離子體法煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程配套設(shè)備、石灰石 (石灰)

11、-石膏法、爐內(nèi)噴鈣和各種簡(jiǎn)易濕法脫硫技術(shù)5。表 2 引進(jìn)的脫硫工藝和裝置局部情況匯總 引進(jìn)單位工藝流程規(guī)模脫硫劑效率/%運(yùn)行時(shí)間技術(shù)提供方煙氣量(m3h-1)鍋爐勝利油田南化工廠氨-硫銨法2100000NH3901979日本 東洋公司南京鋼鐵廠堿式硫酸鋁法51800H2SO41981日本同和公司AI2(SO4)395AI(OH)31990沈陽(yáng)黎明公司噴霧枯燥法 50000石灰851992 丹麥 NIRO 公司重慶珞磺電廠濕石灰石-石膏法 1087000 石灰石漿951993 日本三菱公司 山東德州電廠荷電干吸收劑噴射 法75t/hCa(OH)260-701995美國(guó)ALANCO公司重慶長(zhǎng)壽化工

12、廠JBR噴射 鼓泡法 61000電石渣 701995日本千代田公司山東濰坊化工廠簡(jiǎn)易石灰石膏法 100000 消石灰漿 701995 日本三菱公司山東黃島電廠簡(jiǎn)易噴霧 枯燥法 300000 生石灰，煤灰 701995 日本三菱公司太原發(fā)電廠小型高 速平流式 600000 石灰石 801996 日本日立公司廣西南寧化工廠簡(jiǎn)易石 灰石石膏法50000CaOH2701996日本川崎公司南京下關(guān)電廠爐內(nèi)噴鈣 增濕活化法795000石灰石751997芬蘭IVO公司成都熱電廠電子束法 300000NH3801997日本茬原制作所深圳西部電廠海水脫硫1100000海水 901998 瑞典 ABB 公司衢州化

13、工廠增濕灰循環(huán)脫硫 300000 電石渣 802000 瑞典 ABB 公司表 3 我國(guó)火電廠煙氣脫硫示范工程 工程重慶珞璜電廠一期太原第一熱電廠山東黃島電廠南京下關(guān)電廠深 圳西部電廠成都熱電廠機(jī)組MW2X 3602001002X 12520020鍋爐t/h 工藝石灰石石膏簡(jiǎn)易石灰石旋轉(zhuǎn)噴霧枯燥法SDA爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化LIFAC海水洗滌法電子束法EBA 合作方日本三菱重工日本 EPDC日本EPDC芬蘭IVO瑞典ABB日本荏原 投資額萬(wàn)元 單位造價(jià)元 /kW 320*6508894947171050 脫硫本錢元 /kg脫 硫 率 %>95>807060-8592-9582 建 造 - 完 工 年 份 1988-19941994-20001992-19991993-20001996-19991995-1998 *其中外匯局部按